Cổng ngoại vi tốc độ cao cho dữ liệu và video
Theo cách đơn giản nhất, công nghệ Thunderbolt mới là điều cần thiết cho giao diện Light Peak trước đó đang được hợp tác giữa Intel và Apple. Đã có một số thay đổi được thực hiện đối với giao diện từ công nghệ được đề xuất đến những gì có thể tìm thấy trong các sản phẩm. Ví dụ, Light Peak ban đầu được dự định là một tiêu chuẩn giao diện quang học nhưng Thunderbolt đã giảm mà ủng hộ cáp điện truyền thống hơn. Điều này đặt trong một số hạn chế về cách thức hoạt động của cáp nhưng nó làm cho việc triển khai thực hiện dễ dàng hơn nhiều.
Video và Trình kết nối Giao diện
Lý do lớn cho sự thay đổi trong giao diện Thunderbolt đã làm với việc chọn một kết nối giao diện. Thay vì dựa vào một kết nối mới, công nghệ Thunderbolt ban đầu được xây dựng dựa trên công nghệ DisplayPort và thiết kế đầu nối mini của nó. Lý do để làm điều này là để một cáp kết hợp duy nhất có thể mang tín hiệu video ngoài tín hiệu dữ liệu. DisplayPort là một lựa chọn hợp lý giữa các giao diện kết nối video vì nó đã có một kênh dữ liệu phụ được tích hợp vào đặc tả của nó. Hai kết nối hiển thị kỹ thuật số khác, HDMI và DVI, thiếu khả năng này.
Vậy điều gì làm cho tính năng này trở nên hấp dẫn? Một ví dụ điển hình là một chiếc laptop siêu di động nhỏ như MacBook Air . Nó có không gian rất hạn chế cho các đầu nối ngoại vi bên ngoài. Bằng cách sử dụng Thunderbolt trên thiết bị, Apple đã có thể kết hợp cả tín hiệu dữ liệu và video vào một đầu nối duy nhất. Khi kết hợp với màn hình Apple Thunderbolt, màn hình cũng hoạt động như một trạm gốc cho máy tính xách tay. Phần tín hiệu dữ liệu của cáp Thunderbolt cho phép màn hình sử dụng cổng USB, Cổng FireWire và Gigabit Ethernet qua một cáp. Điều này đi một chặng đường dài để giảm sự lộn xộn tổng thể của các dây cáp ra khỏi máy tính xách tay và mở rộng khả năng tổng thể như cả hai cổng Ethernet vật lý và FireWire không được đặc trưng trên máy tính xách tay siêu mỏng.
Để duy trì khả năng tương thích với các màn hình DisplayPort truyền thống, các cổng Thunderbolt hoàn toàn tương thích với các tiêu chuẩn DisplayPort. Điều này có nghĩa rằng bất kỳ DisplayPort hiển thị có thể được gắn vào một cổng ngoại vi Thunderbolt. Điều quan trọng cần lưu ý là điều này có hiệu quả sẽ làm cho liên kết dữ liệu Thunderbolt trên cáp không thể hoạt động dọc theo cáp đó. Do đó, các công ty như Matrox và Belkin đang thiết kế các trạm gốc Thunderbolt sẽ kết nối với máy tính cho phép DisplayPort đi qua để kết nối với màn hình truyền thống và vẫn sử dụng khả năng dữ liệu của cổng Thunderbolt đó cho Ethernet và các cổng ngoại vi khác thông qua trạm gốc.
Sử dụng nhiều thiết bị trên mỗi cổng giao diện
Một tính năng khác được đưa vào đặc tả Thunderbolt là khả năng sử dụng nhiều thiết bị từ một cổng ngoại vi duy nhất. Điều này tiết kiệm từ sự cần thiết phải có nhiều cổng được phổ biến cho nhiều máy tính. Khi máy tính nhỏ hơn, có ít không gian hơn cho đầu nối. Nhiều máy tính xách tay siêu mỏng như MacBook Air và ultrabook chỉ có thể có chỗ cho hai hoặc ba đầu nối. Có một số lượng lớn các cổng ngoại vi khác nhau, nhiều hơn có thể phù hợp trên một thiết bị như vậy.
Để đạt được khả năng sử dụng nhiều thiết bị ngoại vi trên một cổng duy nhất, Thunderbolt có chức năng chuỗi daisy được giới thiệu với FireWire . Để chức năng này hoạt động, các thiết bị ngoại vi Thunderbolt có cả cổng kết nối vào và ra. Thiết bị đầu tiên trên dây chuyền được kết nối với máy tính. Thiết bị tiếp theo trong chuỗi sẽ kết nối cổng vào của nó với cổng ra của đầu tiên. Mỗi thiết bị tiếp theo sẽ được kết nối tương tự với mục trước đó trong chuỗi.
Bây giờ, có một số giới hạn về số lượng thiết bị có thể được đặt trên một cổng Thunderbolt duy nhất. Hiện tại, các tiêu chuẩn cho phép tối đa sáu thiết bị được đặt trong một chuỗi. Rõ ràng, phần lớn điều này phải làm với những hạn chế của băng thông dữ liệu được hỗ trợ. Nếu bạn đặt quá nhiều thiết bị, nó có thể bão hòa băng thông đó và giảm hiệu suất tổng thể của các thiết bị ngoại vi. Điều này rõ ràng nhất với tiêu chuẩn hiện tại khi nhiều màn hình được gắn vào một chuỗi đơn lẻ.
PCI-Express
Để đạt được phần liên kết dữ liệu của giao diện Thunderbolt, Intel đã quyết định sử dụng các đặc tả chuẩn PCI-Express . Về cơ bản, Thunderbolt kết hợp cùng một giao tiếp PCI-Express 3.0 x4 với bộ vi xử lý và kết hợp với video DisplayPort và đặt nó qua một cáp đơn. Sử dụng giao diện PCI-Express là một động thái logic vì điều này đã được sử dụng như một giao diện kết nối tiêu chuẩn trên các bộ vi xử lý để kết nối với các thành phần bên trong.
Với băng thông dữ liệu PCI-Express, một cổng Thunderbolt duy nhất có thể mang tới 10Gbps theo cả hai hướng. Điều này là quá đủ đối với hầu hết các thiết bị ngoại vi hiện tại mà máy tính sẽ kết nối. Hầu hết các thiết bị lưu trữ chạy tốt hơn các thông số kỹ thuật SATA hiện tại và thậm chí cả các ổ đĩa trạng thái rắn không thể đạt được gần các tốc độ này. Bổ sung, hầu hết các mạng cục bộ được dựa trên Gigabit Ethernet, đó chỉ là một phần mười của băng thông tổng thể này. Đây là lý do tại sao màn hình Thunderbolt và các trạm gốc thường có khả năng cung cấp mạng, cổng USB ngoại vi và vẫn có thể truyền dữ liệu cho các thiết bị lưu trữ ngoài.
Làm thế nào nó so sánh với USB 3 và eSATA
USB 3.0 là phổ biến nhất của các giao diện ngoại vi tốc độ cao hiện tại. Nó có lợi thế là tương thích với tất cả các thiết bị ngoại vi USB 2.0 lạc hậu mà làm cho nó cực kỳ hữu ích nhưng có giới hạn là một cổng cho mỗi thiết bị trừ khi một thiết bị hub được sử dụng. Nó cung cấp truyền dữ liệu hai chiều đầy đủ nhưng tốc độ chỉ bằng một nửa so với Thunderbolt ở 4.8Gbps. Mặc dù nó không mang tín hiệu video cụ thể theo cách mà Thunderbolt thực hiện cho DisplayPort, nó có thể được sử dụng cho tín hiệu video thông qua màn hình USB trực tiếp hoặc thông qua thiết bị trạm gốc có thể ngắt tín hiệu sang màn hình chuẩn. Nhược điểm là tín hiệu video có độ trễ cao hơn Thunderbolt với màn hình DisplayPort.
Thunderbolt rõ ràng là linh hoạt hơn nhiều so với giao diện ngoại vi eSATA vì nó linh hoạt hơn nhiều. External SATA chỉ hoạt động với các thiết bị lưu trữ ngoài, Ngoài ra, nó thực sự chỉ có chức năng để kết nối với một thiết bị lưu trữ duy nhất. Bây giờ, đó có thể là một mảng ổ đĩa có thể cực kỳ nhanh và chứa rất nhiều dữ liệu. Thunderbolt chỉ có lợi thế là có thể kết nối với nhiều thiết bị. Tương tự, các chuẩn eSATA hiện tại tối đa ở tốc độ 6Gbps so với 10Gbps của Thunderbolt.
Thunderbolt 3
Phiên bản mới nhất của Thunderbolt được xây dựng dựa trên các khái niệm của các phiên bản trước bằng cách làm cho nó nhỏ hơn, nhanh hơn và có nhiều tính năng hơn. Thay vì sử dụng công nghệ DisplayPort, nó không dựa trên USB 3.1 và đầu nối Loại C mới của nó. Điều này mở ra một số khả năng mới bao gồm khả năng cung cấp năng lượng qua cáp ngoài các tín hiệu dữ liệu. Conceivably, một máy tính xách tay bằng cách sử dụng một cổng Thunderbolt 3 có thể được cung cấp thông qua cáp trong khi nó cũng sử dụng nó để gửi video và dữ liệu đến một màn hình hoặc trạm cơ sở. Tốc độ cũng là một trong những sản phẩm tốt nhất trên thị trường đứng ở tốc độ 40Gbps, gấp 4 lần tốc độ của USB 3 Gen 3.1. Cổng vẫn còn khá hạn chế trong việc sử dụng nó nhưng với sự gia tăng của máy tính xách tay siêu mỏng, nó có thể sẽ được áp dụng trên máy kinh doanh cao cấp khá nhanh chóng nhờ vào các tính năng như sử dụng card đồ họa máy tính để bàn .
Kết luận
Trong khi Thunderbolt đã được khá chậm để được thông qua bởi các nhà sản xuất bên ngoài của Apple, nó đang bắt đầu để cuối cùng nhìn thấy một số thiết bị ngoại vi nghiêm trọng làm cho nó ra thị trường. Sau khi tất cả, USB 3.0 đã được phát hành gần một năm trước khi nó bắt đầu để làm cho nó vào nhiều máy tính. Sự linh hoạt của kết nối giao diện cho các thiết bị máy tính nhỏ hơn là cực kỳ hấp dẫn đối với nhiều nhà sản xuất để bắt đầu thực hiện vào máy tính xách tay siêu mỏng của họ. Trong thực tế, các thông số kỹ thuật Ultrabook 2.0 mới của Intel gọi cho giao diện Thunderbolt hoặc USB 3.0 được yêu cầu trên các hệ thống. Yêu cầu này có thể sẽ thúc đẩy việc áp dụng cổng giao diện rất nhiều trong những năm tới.